摘要:
通过铸坯的低倍检验和对中间裂纹部位电镜扫描结果,分析连铸板坯中间裂纹的类型和形
成原因,从钢水成分、二冷配水、驱动压力、轻压下、支撑段等方面提出解决措施。结果表明,
钢中的硫和铸坯的支撑段是影响中间裂纹的主要因素。这些具体措施的实施,使中间裂纹的发生
率和级别大幅下降。
关键词:
连铸板坯;中间裂纹;支撑段;
S
含量;低倍检验
济南钢铁集团总公司第三炼钢厂
1
号铸机为直结晶器多点弯曲多点矫直直弧形板坯连铸机,
其冶金长度为
34.2m
,
支撑段由
1
个弯曲段和
14
个扇形段组成,
扇形段
7
~
14
段设有智能轻压下
技术。生产断面为
(200
、
270)mm×(1200~
2100)mm
,定尺长度为
2000
~
3200mm
,
为中厚板厂提供
坯料。投产以来,随着产量的不断增加,铸机设备状况逐步恶化。一方面由于缺乏足够的备件,
设备难以按要求进行计划检修处理,另一方面,工艺上,对该机型的工艺过程的实践经验不足,
导致铸机投产半年后,铸坯内部质量波动较大,有的炉次,特别是普碳钢类的铸坯出现比较严重
的中间裂纹缺陷,
致使中厚板厂使用
200mm
的坯料轧制厚规格钢板
(
厚度不小于
40mm)
,
钢板内部
出现孔洞现象。
厚规格钢板此缺陷严重时,
比例高达
3.15
%。
内裂纹轻的也使钢板的性能得不到
保证,钢板改判和判废增加,生产成本升高,也影响了济钢的产品声誉。为此,成立攻关小组对
铸坯的中间裂纹的成因进行了全面调查分析,通过采取有效的工艺措施,使铸坯的中间裂纹得到
有效的控制,为轧制厚规格的板材提供了原料保障。
1
中间裂纹的调查分析
凝固过程中各种外部应力和钢水凝固产生的内部应力作用在凝固前沿的固液交界面及附近区
域上,由于富集溶质元素的聚集,导致该部位钢的强度和塑性下降。当综合应力超过该钢钟的固
相线温度附近的临界强度时,固液界面处的坯壳不能抵抗综合应力和应变而产生开裂。由于钢液
已成半凝固态或固态,钢水无法补充,故裂纹得以在铸坯内部形成。
1.1
中间裂纹的电镜分析
我们将内部裂纹比较严重的
Q235B
铸坯低倍样
(w(S)=0.037
%,中间裂纹为
2.0
级
)
,割成小
样,对裂纹部位进行电镜扫描分析。试样的裂纹处主要元素为氧、铁,其质量分数平均分别为
29.73
%和
48.87
%;其次为锰和硫,其质量分数分别为
10.58
%和
6.58
%;其他有极少量的硅、
钙、铬、铝等元素,主要为氧化物和硫化物夹杂。裂纹处硫偏析严重的高达
26
%,严重影响此部
位铸坯的强度和韧性,在小于极限应力的作用下,导致中间裂纹的产生。
为了便于观察分析,将氧和铁元素去掉,制作图
1
。从图
1
中可以看出,硫和锰、部分钙和硫
结伴而生,高低相对应。因此,可以推断:裂纹处的夹杂物主要是硫化锰、氧化锰、硫化钙和其
他少量氧化物夹杂。由氧化铬
(
来自钢包引流剂
)
和氧化钙以及二氧化硅的存在可以推断,夹杂物
部分来自卷入结晶器的中包渣,未能上浮,滞留在钢液中,在裂纹处富集所致。